DE60133226T2 - DEVICE FOR CONTROLLING THE COOLING CAPACITY OF A COOLING DEVICE - Google Patents
DEVICE FOR CONTROLLING THE COOLING CAPACITY OF A COOLING DEVICE Download PDFInfo
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Abstract
Description
Technisches GebietTechnical area
Die Erfindung betrifft eine Anordnung zur Steuerung der Kühlleistung einer Kühleinheit sowie eine Kühleinheit, eine Vorrichtung, eine Schweißstromquelle und einen Drahtvorschubmechanismus, die eine solche Anordnung umfassen.The The invention relates to an arrangement for controlling the cooling capacity a cooling unit and a cooling unit, a device, a welding power source and a wire feed mechanism comprising such an assembly.
Hintergrundbackground
Eine
Kühleinheit,
die abwechselnd durch unterschiedliche Werkzeuge genutzt werden
kann, die an diese Einheit angeschlossen werden können und voneinander
abweichenden Kühlungsbedarf
haben, muss in der Lage sein, die Kühlleistung dem Bedarf des Werkzeugs
anzupassen, das gerade angeschlossen wurde. Dieser Bedarf kann durch
Temperaturkriterien verursacht sein, die für den Vorgang kritisch sind,
bei dem das Werkzeug benutzt wird. Andere Gründe für diesen Bedarf können die
Arbeitsumgebung umfassen, wo der Geräuschpegel minimiert werden
muss, oder Aspekte der reinen Betriebsökonomie, wo das Ziel eine Verlängerung
der Lebensdauer der Vorrichtung ist. Um die Diskussion zu illustrieren,
wählen
wir das Beispiel einer Schweißmaschine
zum Lichtbogenschweißen:
Beim
Metall-Schutzgasschweißen,
im Folgenden als MIG/MAG-Schweißen
bezeichnet, besteht die Vorrichtung unter anderem aus einer Schweißstromquelle
und einem Drahtvorschubmechanismus und auch einem Schweißbrenner,
der über
ein Schweißkabel, das
zu dem Brenner gehört,
an die Schweißstromquelle
und/oder den Drahtvorschubmechanismus angeschlossen sein kann. Zusätzlich ist
oft auch eine Kühleinheit
zum Kühlen
des Schweißbrenners
und des zu diesem gehörenden
Schweißkabels
vorhanden. Zweck dieser Kühleinheit
ist es, eine Fremdkühlung
des Schweißkabels
und/oder des Schweißbrenners
herbeizuführen.A cooling unit, which can be used alternately by different tools that can be connected to this unit and have different cooling requirements, must be able to adapt the cooling capacity to the needs of the tool that has just been connected. This need may be due to temperature criteria critical to the process in which the tool is being used. Other reasons for this need may include the work environment where the noise level must be minimized, or aspects of pure operating economy where the goal is to extend the life of the device. To illustrate the discussion, let's take the example of a welding machine for arc welding:
In gas metal arc welding, hereinafter referred to as MIG / MAG welding, the device consists inter alia of a welding power source and a wire feed mechanism and also a welding torch connected to the welding power source and / or the wire feed mechanism via a welding cable associated with the torch can be connected. In addition, there is often also a cooling unit for cooling the welding torch and the welding cable belonging to it. The purpose of this cooling unit is to bring about a foreign cooling of the welding cable and / or the welding torch.
Das Schweißkabel, das den Schweißstrom zu dem Schweißbrenner leitet, muss klein ausgeführt sein, um eine maximale Zugänglichkeit und Mobilität des Schweißbrenners zu ermöglichen und die Belastung des Schweißers zu reduzieren. Andererseits muss das Kabel für einen Spannungsabfall auf ein niedriges Niveau ausgelegt sein, um eine übermäßige Hitzeentwicklung darin zu vermeiden, da die beim MIG/MAG-Schweißen verwendeten Ströme oft stark sind. Dieser Konflikt wird oft gelöst, indem das Schweißkabel das Kühlrohr umgibt, das das Kühlmittel zwischen der Kühleinheit und dem Schweißbrenner transportiert. Der Schweißbrenner erfordert eine Fremdkühlung, wenn das Schweißen mit hoher Energie, die in dem Bogen entsteht, durchgeführt wird.The Welding cable, that the welding current too the welding torch conducts, must be made small, for maximum accessibility and Mobility of the welding torch to enable and the burden of the welder to reduce. On the other hand, the cable needs to drop for a voltage drop a low level should be designed to prevent excessive heat in it to avoid, since the currents used in MIG / MAG welding are often strong. This conflict is often solved by the welding cable the cooling tube surrounds the coolant between the cooling unit and the welding torch transported. The welding torch requires a forced cooling, if the welding with high energy that arises in the arc is performed.
Wenn das Schweißen mit niedrigen Strömen und/oder niedriger Häufigkeit durchgeführt wird, d. h. mit langen Unterbrechungen zwischen den Schweißperioden, kann oft ein selbstkühlender Schweißbrenner verwendet werden, d. h. ein Brenner, der nur durch die Umgebungsluft und das durch ihn strömende Schutzgas gekühlt wird. Da ein Schweißbrenner dieser Art leichter und kleiner ist, werden diese Schweißbrenner sowohl aus Gründen der Zugänglichkeit während Schweißarbeiten in engen Räumen als auch aus Gründen der Bequemlichkeit bevorzugt, da der Brenner und auch das Schweißkabel, das dann keine Kühlrohre zu enthalten braucht, leichter sind und die Gefahr von Belastungsverletzungen für den Schweißer verringert wird.If the welding with low currents and / or low frequency carried out is, d. H. with long breaks between the welding periods, can often be a self-cooling welding torch be used, d. H. a burner, only by the ambient air and that flowing through him Inert gas cooled becomes. As a welding torch this Kind of lighter and smaller, these are welding torches both for reasons accessibility while welding in tight spaces as also for reasons convenience because the burner and also the welding cable, then no cooling tubes to contain, are lighter and the risk of stress injuries for the welder is reduced.
Aus dem oben Angeführten wird deutlich, dass oft Situationen auftreten können, in denen ein und dieselbe Einrichtung der Schweißstromquelle/des Drahtvorschubmechanismus abwechselnd zum Schweißen mit einem selbstkühlenden Brenner und zum Schweißen mit einem Brenner mit Fremdkühlung verwendet wird.Out the above It becomes clear that often situations can occur in which one and the same Establishment of the welding power source / Wire feed mechanism alternately for welding with a self-cooling Burner and for welding with a burner with external cooling is used.
Das Verbinden der Kühlrohre mit der Stromquelle oder dem Drahtvorschubmechanismus zum Zuleiten oder Zurückführen des Kühlmittels wird oft mit Hilfe von Schnellkupplungen mit automatischen Stopps durchgeführt, um zu verhindern, dass das Kühlmittel beim An- oder Abkuppeln der Rohre ausläuft. Beim Abkuppeln der Rohre arbeitet die Kühlpumpe daher gegen diese Stopps und ein Zirkulieren des Kühlmittels findet nicht statt. Die Pumpe ist normalerweise nicht dafür ausgelegt, unter solchen Bedingungen zu arbeiten. Einige Hersteller liefern deshalb auch eine Verbindungsvorrichtung, um die beiden Rohranschlüsse direkt an der Stromquelle oder dem Drahtvorschubmechanismus miteinander zu verkuppeln, um die Zirkulation sogar dann aufrechtzuerhalten, wenn der Schweißbrenner nicht an den Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist. Ein Problem bei dieser Lösung ist, dass bei jedem An- und Abkuppeln der Kühlrohre ein zusätzlicher Anschließvorgang durchgeführt werden muss. Außerdem besteht die Gefahr, dass die kleine Verbindungseinrichtung verloren geht. Ein weiteres Problem ist, dass die Kühlpumpe die ganze Zeit arbeitet, gleichgültig, ob die Kühlleistung benötigt wird oder nicht. Dies führt zu einer unnötigen Abnutzung der Pumpe und auch zu störenden und unnötig hohen Lärmpegeln.The Connecting the cooling pipes with the power source or the wire feed mechanism for feeding or returning the refrigerant is often using quick couplings with automatic stops carried out, to prevent the coolant leaking when connecting or disconnecting the pipes. When uncoupling the pipes the cooling pump works therefore against these stops and circulation of the coolant does not take place. The pump is usually not designed to to work under such conditions. Some manufacturers deliver Therefore, a connecting device to the two pipe connections directly at the power source or the wire feed mechanism with each other to pair up to maintain the circulation even then when the welding torch not to the coolant circuit connected. A problem with this solution is that every time you and uncoupling the cooling tubes an additional one Anschließvorgang carried out must become. Furthermore there is a risk that the small connection device will be lost goes. Another problem is that the cooling pump is working all the time, indifferent, whether the cooling capacity needed will or not. this leads to an unnecessary one Wear of the pump and also to disturbing and unnecessarily high Noise levels.
Eine weitere Lösung des Problems ist eine, bei der ein manueller Unterbrecher für die Kühlmittelpumpe ausgeschaltet werden muss, wenn ein Schweißbrenner des selbstkühlenden Typs verwendet wird. Dies bietet Vorteile gegenüber der vorigen Lösung bezüglich des Verschleißes und des Lärmpegels. Die Lösung beinhaltet jedoch die Gefahr, dass die Pumpe beim Anschließen eines gekühlten Schweißbrenners versehentlich nicht wieder eingeschaltet wird. Dies kann dann zu einem Ausfall des Brenners aufgrund von Überhitzung führen.A another solution The problem is one where there is a manual breaker for the coolant pump must be turned off when a welding torch of the self-cooling Type is used. This offers advantages over the previous solution regarding the wear and the noise level. The solution However, there is a risk that the pump when connecting a cooled welding torch accidentally does not turn on again. This can then be done failure of the burner due to overheating.
Eine dritte Lösung beruht auf einem Strömungsmonitor in dem Kühlmittelkreislauf, der das Fehlen eines zum Kühlen der Einheit angebrachten Werkzeugs erfassen kann und anschließend beispielsweise die Kühlmittelpumpe abkuppeln kann. Für viele Vorrichtungstypen ist eine solche Lösung jedoch zu teuer, um praktikabel zu sein.A third solution is based on a flow monitor in the coolant circuit, the lack of a for cooling the unit attached tool can capture and then, for example the coolant pump can uncouple. For However, many device types make such a solution too expensive to be practical to be.
Natürlich variiert der Kühlungsbedarf auch innerhalb der Gruppe von Schweißbrennern mit Fremdkühlung. Bei den heutigen Lösungen ist die Kühleinheit deshalb für den größten Kühlungsbedarf bemessen und liefert diese Kühlung auch unabhängig davon, welcher Brenner zu dem Zeitpunkt an den Kühlmittelkreislauf angeschlossen ist. Dies fährt zu unnötigem Verschleiß und zu störendem Lärm.Of course, it varies the cooling requirement also within the group of welding torches with external cooling. at today's solutions is the cooling unit therefore for measure the largest cooling demand and provides this cooling also independent of which burner is connected to the coolant circuit at the time is. This drives to unnecessary Wear and tear too disturbing Noise.
Es
ist seit langem bekannt, Schweißwerkzeuge
mit Identifikationsmitteln zu versehen, beispielsweise einem Widerstand,
dessen Wert, der den Werkzeugtyp repräsentiert, von der anzuschließenden Schweißvorrichtung
abgelesen werden kann. Die Schweißvorrichtung kann so z. B.
die maximal zulässige
Leistung entsprechend dem Werkzeugtyp anpassen. Auch die Kühlleistung
kann auf diese Weise angepasst werden, wie beispielsweise in der
Ein Problem bei einer solchen Steuerung der Kühlleistung ist, dass das elektrische Anschließen eines Schweißbrenners in den meisten Fällen völlig getrennt von dem Anschließen des Kühlmittelkreislaufs erfolgt. Daher ist z. B. die Identifikation eines solchen Widerstands-Codes keine Garantie, dass die Kühlleistung dem Werkzeug nützt, da die Kühlrohre schlicht nicht angeschlossen sein können. Die Erfindung ermöglicht es zu überprüfen, ob die Kühlrohre angeschlossen sind.One Problem with such a control of the cooling performance is that the electric Connect a welding torch in most cases completely disconnected from the connection the coolant circuit takes place. Therefore, z. B. the identification of such a resistance code no guarantee that the cooling capacity benefits the tool, because the cooling pipes are simple can not be connected. The invention allows to check it out the cooling pipes connected are.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Lösung für das Problem zur Verfügung zu stellen, die Kühleinheit und/oder das Werkzeug bei abwechselndem Anschließen von selbstkühlenden Werkzeugen und Werkzeugen mit Fremdkühlung an derselben Vorrichtung zu schützen, und ein Verfahren zum Begrenzen des Verschleißes und des Lärms von der Kühleinheit bei abwechselndem Anschließen von Werkzeugen mit unterschiedlichem Kühlungsbedarf ohne die Nachteile des Stands der Technik zur Verfügung zu stellen.task The invention is a solution for the Problem available to provide, the cooling unit and / or the tool with alternating connection of self-cooling Tools and tools with external cooling on the same device to protect, and a method for limiting the wear and the noise of the cooling unit with alternating connection of tools with different cooling requirements without the disadvantages of the prior art available to deliver.
Die Erfindung löst die Probleme auf die Art, die in den kennzeichnenden Teilen der unabhängigen Patentansprüche benannt ist. Bevorzugte Ausführungsformen sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben. Beispielsweise ist es bei einer Vorrichtung, die bei Vorgängen verwendet wird, die Staub und Spritzer erzeugen, ein weiterer Vorteil, die Anschlüsse für das Kühlmittel mit einem Schutz zu versehen, der die Anschlusseinrichtungen abdeckt, wenn kein Werkzeug daran angeschlossen ist. Dies verhindert, dass Schmutz später mit dem Kühlmittel in die engen Kühlkanäle in dem Werkzeug mitgeführt wird.The Invention solves the problems in the way that in the characteristic parts of the independent claims is named. Preferred embodiments are in the dependent claims described. For example, it is in a device that at operations Another advantage that is used to generate dust and spatter connections for the coolant provided with a protection covering the connection devices, if no tool is connected to it. This prevents that Dirt later with the coolant in the narrow cooling channels in the Tool carried becomes.
Kurze Beschreibung der ZeichnungShort description of the drawing
Beschreibung bevorzugter AusführungsformenDescription of preferred embodiments
Darstellende
Ausführungsformen
der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf
Die Messung des Drehwinkels kann durch eine Sensoreinheit (nicht gezeigt) wie einem Potentiometer, einem optischen Winkelsensor, einem Resolver oder Ähnlichem erfolgen. Das Signal von dieser Sensoreinheit kann anschließend in der Steuerungseinrichtung für die Kühlleistung verarbeitet werden, und die Steuerung wird so an den jeweiligen Bedarf angepasst. Die Steuerung kann beispielsweise durch die Geschwindigkeit der Pumpe und/oder des Ventilators bewirkt werden. Anstatt den Drehwinkel zu messen ist es möglich, auf ähnliche Weise zu messen, wie weit der Nippel in den Zuleitungs- und/oder Rückführungsanschluss vorsteht. Ein großer Nippel kann nicht so weit in den Anschluss eingeführt werden wie ein kleinerer. Diese Position kann auch durch Widerstands-, Optik- oder Induktionsmittel gemessen werden. In diesem Fall wäre eine Kapazitätsmessung bevorzugt. Es wird angenommen, dass der Nippel und die Anschlusseinrichtung aus Metall bestehen, wobei wenigstens ein Teil eine nicht leitende Deckschicht aufweist.The Measurement of the angle of rotation can be performed by a sensor unit (not shown) like a potentiometer, an optical angle sensor, a resolver or similar respectively. The signal from this sensor unit can then be in the control device for the cooling capacity be processed, and the controller will be so on the respective Needs adjusted. The controller can, for example, by the speed the pump and / or the fan are effected. Instead of the rotation angle it is possible to measure to similar ones How to measure how far the nipple in the supply and / or return port protrudes. A large Nipples can not be inserted so far in the connection like a smaller one. This position can also be determined by resistance, Optical or induction means are measured. In this case would be one capacitance measurement prefers. It is assumed that the nipple and the connection device consist of metal, wherein at least a part of a non-conductive coating layer having.
Die
einfachste Form der Leistungssteuerung besteht ausschließlich aus
einer Ein/Aus-Steuerung. Die
Pumpe und/oder der Ventilator laufen oder laufen nicht. Hierfür wird nur
ein Mikroschalter
Natürlich ist die Erfindung nicht auf Schweißmaschinen beschränkt, auf denen das Beispiel beruht, sondern die Erfindung ist innerhalb des Schutzbereichs der Patentansprüche anwendbar.of course is the invention does not apply to welding machines limited, on which the example is based, but the invention is within the scope of the claims applicable.
Claims (10)
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